La transition énergétique est en train de créer une transition historique en matière de matériaux
Selon un article du Forum économique mondial, la croissance économique continue, alimentée par l’expansion démographique et l’urbanisation, devrait entraîner une augmentation de 30 % de la demande mondiale de matériaux d’ici 2050. Les matériaux traditionnels, comme le ciment, le bois, le fer et l’acier, devraient être les plus demandés, en particulier dans le secteur de la construction.
Cette croissance de la demande de matériaux sera due à la transition vers la neutralité carbone et au déploiement associé de nouvelles technologies énergétiques. Ces technologies comprendront, entre autres, les énergies renouvelables, le stockage d’énergie et l’hydrogène.
Alors que la demande de matériaux traditionnels et nouveaux s’accélère, la transition énergétique crée désormais une « transition des matériaux », stimulée par deux facteurs clés.
Le premier est le développement et la production de matériaux nouveaux et améliorés qui joueront un rôle essentiel dans la transition énergétique : les minéraux critiques, par exemple, ou des matériaux comme les polymères techniques et les fibres de carbone. L’autre facteur clé est la transition des matériaux à forte intensité énergétique et d’émissions vers ceux à plus faible intensité énergétique et d’émissions, comme l’acier à faible teneur en carbone, par exemple.
Les matériaux utilisés dans les énergies renouvelables et les batteries ont déjà connu une croissance notable de la demande relative au fil du temps. Rystad Energy rapporte que la demande globale de matériaux pour le secteur des énergies renouvelables et des batteries devrait quadrupler d’ici 2050.
Pour soutenir l’expansion des infrastructures énergétiques, le réseau électrique mondial devrait presque doubler de taille d’ici 2050, couvrant une distance de 145 millions de kilomètres. En outre, l’essor de l’intelligence artificielle entraîne une augmentation de la demande en énergie et souligne la nécessité de moderniser l’infrastructure du réseau, ce qui nécessitera davantage de matériaux. On estime que pour chaque mégawatt de capacité énergétique d’un centre de données, il faudrait entre 20 et 40 tonnes de cuivre, une matière première déjà rare, pour moderniser le réseau.
Un scénario gagnant-gagnant se dessine cependant, non seulement en ce qui concerne les possibilités de réduction des émissions associées à la production de matériaux, mais aussi en matière de déploiement de ces matériaux dans la fabrication de nouvelles technologies énergétiques. À mesure que les éoliennes deviennent plus grandes, par exemple, des matériaux avancés comme les polymères thermodurcissables, la fibre de verre et les fibres de carbone contribuent à réduire le poids supplémentaire et à augmenter leur efficacité énergétique, réduisant ainsi l’impact environnemental par kilowattheure de capacité installée.
La capacité des chaînes d’approvisionnement mondiales en matériaux à répondre aux nouvelles sources de demande, qui ne cessent d’augmenter, sera un facteur déterminant des efforts mondiaux de réduction des émissions. L’offre de nombreux minéraux, métaux et matériaux nécessaires aux technologies climatiques clés risque de connaître des pénuries d’ici 2030. Si ces pénuries pourraient être modestes pour certains, comme le nickel (réduction d’environ 10 à 20 %), elles pourraient atteindre 70 % de la demande pour d’autres, comme le dysprosium, utilisé dans la plupart des moteurs électriques.
Plusieurs leviers sont disponibles pour faciliter la mise en place d’un système mondial d’approvisionnement en matériaux amélioré afin de répondre aux besoins de la transition énergétique. Il s’agit notamment de la mise en place d’une législation habilitante par les décideurs politiques, d’une plus grande ouverture au risque de la part du secteur financier, du développement et du déploiement de nouvelles technologies et de la prise en compte de l’intensité énergétique et des émissions dans la conception des produits.
L’ampleur du phénomène, les occasions à saisir et les défis associés à la transition des matériaux commencent seulement à être compris et appréciés. Pour exploiter pleinement le potentiel des nouveaux matériaux, y compris des matériaux traditionnels fabriqués de manière plus durable, il faudra créer de nouvelles chaînes de valeur et reconfigurer celles qui existent déjà.
Selon un article du Forum économique mondial, la croissance économique continue, alimentée par l’expansion démographique et l’urbanisation, devrait entraîner une augmentation de 30 % de la demande mondiale de matériaux d’ici 2050. Les matériaux traditionnels, comme le ciment, le bois, le fer et l’acier, devraient être les plus demandés, en particulier dans le secteur de la construction.
Cette croissance de la demande de matériaux sera due à la transition vers la neutralité carbone et au déploiement associé de nouvelles technologies énergétiques. Ces technologies comprendront, entre autres, les énergies renouvelables, le stockage d’énergie et l’hydrogène.
Alors que la demande de matériaux traditionnels et nouveaux s’accélère, la transition énergétique crée désormais une « transition des matériaux », stimulée par deux facteurs clés.
Le premier est le développement et la production de matériaux nouveaux et améliorés qui joueront un rôle essentiel dans la transition énergétique : les minéraux critiques, par exemple, ou des matériaux comme les polymères techniques et les fibres de carbone. L’autre facteur clé est la transition des matériaux à forte intensité énergétique et d’émissions vers ceux à plus faible intensité énergétique et d’émissions, comme l’acier à faible teneur en carbone, par exemple.
Les matériaux utilisés dans les énergies renouvelables et les batteries ont déjà connu une croissance notable de la demande relative au fil du temps. Rystad Energy rapporte que la demande globale de matériaux pour le secteur des énergies renouvelables et des batteries devrait quadrupler d’ici 2050.
Pour soutenir l’expansion des infrastructures énergétiques, le réseau électrique mondial devrait presque doubler de taille d’ici 2050, couvrant une distance de 145 millions de kilomètres. En outre, l’essor de l’intelligence artificielle entraîne une augmentation de la demande en énergie et souligne la nécessité de moderniser l’infrastructure du réseau, ce qui nécessitera davantage de matériaux. On estime que pour chaque mégawatt de capacité énergétique d’un centre de données, il faudrait entre 20 et 40 tonnes de cuivre, une matière première déjà rare, pour moderniser le réseau.
Un scénario gagnant-gagnant se dessine cependant, non seulement en ce qui concerne les possibilités de réduction des émissions associées à la production de matériaux, mais aussi en matière de déploiement de ces matériaux dans la fabrication de nouvelles technologies énergétiques. À mesure que les éoliennes deviennent plus grandes, par exemple, des matériaux avancés comme les polymères thermodurcissables, la fibre de verre et les fibres de carbone contribuent à réduire le poids supplémentaire et à augmenter leur efficacité énergétique, réduisant ainsi l’impact environnemental par kilowattheure de capacité installée.
La capacité des chaînes d’approvisionnement mondiales en matériaux à répondre aux nouvelles sources de demande, qui ne cessent d’augmenter, sera un facteur déterminant des efforts mondiaux de réduction des émissions. L’offre de nombreux minéraux, métaux et matériaux nécessaires aux technologies climatiques clés risque de connaître des pénuries d’ici 2030. Si ces pénuries pourraient être modestes pour certains, comme le nickel (réduction d’environ 10 à 20 %), elles pourraient atteindre 70 % de la demande pour d’autres, comme le dysprosium, utilisé dans la plupart des moteurs électriques.
Plusieurs leviers sont disponibles pour faciliter la mise en place d’un système mondial d’approvisionnement en matériaux amélioré afin de répondre aux besoins de la transition énergétique. Il s’agit notamment de la mise en place d’une législation habilitante par les décideurs politiques, d’une plus grande ouverture au risque de la part du secteur financier, du développement et du déploiement de nouvelles technologies et de la prise en compte de l’intensité énergétique et des émissions dans la conception des produits.
L’ampleur du phénomène, les occasions à saisir et les défis associés à la transition des matériaux commencent seulement à être compris et appréciés. Pour exploiter pleinement le potentiel des nouveaux matériaux, y compris des matériaux traditionnels fabriqués de manière plus durable, il faudra créer de nouvelles chaînes de valeur et reconfigurer celles qui existent déjà.